В очередном номере авторитетного научного журнала The Journal of Physical Chemistry A 20 июня выйдет статья, авторы которой показали, что метеориты и другие космические тела могли играть большую роль в возникновении жизни на Земле. В связи с этим американская национальная лаборатория Лоуренса Ливермора распространила пресс-релиз с громким заголовком: “Life on Earth shockingly comes from out of this world”, то есть “Жизнь потрясающим образом имеет внеземное происхождение”. На самом деле потрясение не столь велико.
Процесс возникновения жизни на Земле до сих пор во многом остается загадкой. Условно считается, что первые биологические формы появились на нашей планете около 3,8 миллиардов лет назад, уж во всяком случае, не позднее чем 3,5 миллиарда лет назад. Но как именно зародилась жизнь?
На протяжении многих веков преобладающей идеей был витализм – учение о пронизывающей все сущее животворной силе, благодаря которой мертвая материя порождает жизнь, как мухи рождаются в отбросах. Опыты Луи Пастера во второй половине 19-го века доказали, что самозарождение жизни невозможно – в стерильной и изолированной питательной среде микроорганизмы сами собой никак не заводятся. Примерно в то же время стали известны химические процессы, способные превратить неорганические соединения в органические. Постепенно стало доминировать представление о возникновении жизни в процессе медленной химической эволюции – превращения неорганических молекул во все более сложные органические соединения, предшественники аминокислот и белков.
Альтернативная гипотеза – панспермия, космическое происхождение жизни, которая могла быть занесена на Землю метеоритами или другими космическими телами. Панспермия и сегодня не маргинальная теория, ее разделяют многие ученые. В пользу панспермии в частности говорит анализ состава некоторых метеоритов. Содержащиеся в них соединения могли возникнуть в результате внеземной биологической активности. Впрочем, не обязательно – к этому вполне могли привести и другие химические процессы. Самая слабая сторона панспермии с точки зрения науки в том, что эта теория просто переносит очаг зарождения живой природы с Земли куда-то в космос и не дает ответа на главный вопрос – откуда и как она возникла.
У теории постепенной химической эволюции на Земле тоже много проблем. Необходимые для зарождения жизни из неживой материи химические реакции возможны при соблюдении многих дополнительных условий, одновременное выполнение которых очень маловероятно. Одно из главных препятствий – насыщенная углекислым газом атмосфера Земли, какой она была около четырех миллиардов лет назад. В такой среде прохождение некоторых необходимых реакций практически невозможно. Для того чтобы обойти эту проблему, ученые предложили несколько вариантов (процессы могли идти в среде вулканических выбросов или гидротермальных источников или быть связанными с абиогенным фотосинтезом).
Работа Нира Голдмана и Исаака Тамблина позволяет в некотором смысле объединить обе гипотезы, избавившись от их слабых мест. Авторы провели масштабные компьютерные эксперименты, смоделировав процесс вхождения метеорита в атмосферу Земли и последующего удара о поверхность. Выяснилось, что при этом создаются термодинамические условия, достаточные, чтобы присутствующие в составе метеоритного вещества (помимо основной массы – водяного льда) элементы превратились в органические соединения, предшествующие простейшим биологическим формам. Эксперименты показали, что в таком виде нужная для возникновения жизни органика могла быть доставлена на Землю в высоких концентрациях, вне зависимости от не слишком гостеприимных для процесса зарождения жизни условий на планете и ее углекислой атмосферы.
Александр Марков, биолог и автор ряда книг об эволюции, комментируя готовящуюся к публикации статью, заметил, что около четырех миллиардов лет назад Земля подвергалась активной метеоритной бомбардировке. Мы знаем о ней благодаря анализу крупных кратеров на Луне – они возникли как раз в этот период. Естественно, интенсивному кометному обстрелу подверглась и сама Земля – на ней кратеры не сохранились из-за высокой геологической активности планеты. Марков считает, что частые столкновения с космическими телами могли сыграть ту или иную роль в зарождении жизни на Земле. Возможно, эта роль выражается описанными Голдманом и Тамблином процессами.
Новая теория похожа на панспермию в том смысле, что в процессе возникновения жизни участвуют космические тела. В то же время, в отличие от панспермии, она не предполагает, что биологические формы были занесены на Землю из космоса в готовом виде. Метеориты несли в себе только нужные ингредиенты, которые и так в достаточных количествах присутствовали на планете. Куда важнее, что процесс их падения создал уникальные термодинамические условия для того, чтобы неорганические кирпичики превратились – по сути, уже на Земле – в сложную протобиологическую органику. “Получается, что эта теория доказывает не космическое происхождение жизни, а скорее наоборот – объясняет, благодаря чему жизнь могла возникнуть на Земле,” – сказал Марков.
Процесс возникновения жизни на Земле до сих пор во многом остается загадкой. Условно считается, что первые биологические формы появились на нашей планете около 3,8 миллиардов лет назад, уж во всяком случае, не позднее чем 3,5 миллиарда лет назад. Но как именно зародилась жизнь?
На протяжении многих веков преобладающей идеей был витализм – учение о пронизывающей все сущее животворной силе, благодаря которой мертвая материя порождает жизнь, как мухи рождаются в отбросах. Опыты Луи Пастера во второй половине 19-го века доказали, что самозарождение жизни невозможно – в стерильной и изолированной питательной среде микроорганизмы сами собой никак не заводятся. Примерно в то же время стали известны химические процессы, способные превратить неорганические соединения в органические. Постепенно стало доминировать представление о возникновении жизни в процессе медленной химической эволюции – превращения неорганических молекул во все более сложные органические соединения, предшественники аминокислот и белков.
Альтернативная гипотеза – панспермия, космическое происхождение жизни, которая могла быть занесена на Землю метеоритами или другими космическими телами. Панспермия и сегодня не маргинальная теория, ее разделяют многие ученые. В пользу панспермии в частности говорит анализ состава некоторых метеоритов. Содержащиеся в них соединения могли возникнуть в результате внеземной биологической активности. Впрочем, не обязательно – к этому вполне могли привести и другие химические процессы. Самая слабая сторона панспермии с точки зрения науки в том, что эта теория просто переносит очаг зарождения живой природы с Земли куда-то в космос и не дает ответа на главный вопрос – откуда и как она возникла.
У теории постепенной химической эволюции на Земле тоже много проблем. Необходимые для зарождения жизни из неживой материи химические реакции возможны при соблюдении многих дополнительных условий, одновременное выполнение которых очень маловероятно. Одно из главных препятствий – насыщенная углекислым газом атмосфера Земли, какой она была около четырех миллиардов лет назад. В такой среде прохождение некоторых необходимых реакций практически невозможно. Для того чтобы обойти эту проблему, ученые предложили несколько вариантов (процессы могли идти в среде вулканических выбросов или гидротермальных источников или быть связанными с абиогенным фотосинтезом).
Работа Нира Голдмана и Исаака Тамблина позволяет в некотором смысле объединить обе гипотезы, избавившись от их слабых мест. Авторы провели масштабные компьютерные эксперименты, смоделировав процесс вхождения метеорита в атмосферу Земли и последующего удара о поверхность. Выяснилось, что при этом создаются термодинамические условия, достаточные, чтобы присутствующие в составе метеоритного вещества (помимо основной массы – водяного льда) элементы превратились в органические соединения, предшествующие простейшим биологическим формам. Эксперименты показали, что в таком виде нужная для возникновения жизни органика могла быть доставлена на Землю в высоких концентрациях, вне зависимости от не слишком гостеприимных для процесса зарождения жизни условий на планете и ее углекислой атмосферы.
Александр Марков, биолог и автор ряда книг об эволюции, комментируя готовящуюся к публикации статью, заметил, что около четырех миллиардов лет назад Земля подвергалась активной метеоритной бомбардировке. Мы знаем о ней благодаря анализу крупных кратеров на Луне – они возникли как раз в этот период. Естественно, интенсивному кометному обстрелу подверглась и сама Земля – на ней кратеры не сохранились из-за высокой геологической активности планеты. Марков считает, что частые столкновения с космическими телами могли сыграть ту или иную роль в зарождении жизни на Земле. Возможно, эта роль выражается описанными Голдманом и Тамблином процессами.
Новая теория похожа на панспермию в том смысле, что в процессе возникновения жизни участвуют космические тела. В то же время, в отличие от панспермии, она не предполагает, что биологические формы были занесены на Землю из космоса в готовом виде. Метеориты несли в себе только нужные ингредиенты, которые и так в достаточных количествах присутствовали на планете. Куда важнее, что процесс их падения создал уникальные термодинамические условия для того, чтобы неорганические кирпичики превратились – по сути, уже на Земле – в сложную протобиологическую органику. “Получается, что эта теория доказывает не космическое происхождение жизни, а скорее наоборот – объясняет, благодаря чему жизнь могла возникнуть на Земле,” – сказал Марков.
